神东矿区含水层含水特征分析

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1、神东矿区含水层含水特征分析时间：2005-7-299:43:17编辑：煤炭网神东煤炭公司煤质处刘兴海摘要分析了神东地区含水层的含水特征以及煤层开采对矿井安全生产的影响。针对矿区水文地质特征，提出了水文灾害防治思路和治理措施。关键词含水层地下水地表水灾害预防煤层是“夹”在沉积岩层之间的可利用矿产资源。在开采过程中，与其直接或间接接触的各类岩体、松散层都会发生位移，而围岩、松散层的位移则会对煤层开采带来不同程度的影响，开采者必须认真研究并尽可能消除这种影响。笔者在神东矿区长期从事地质及水文地质技术工作，拟从水文地质、煤层顶板、瓦斯等方面谈点规律性看法，但因篇幅有限，本文仅对神东矿

2、区水文地质有关规律作简要分析。1地下水神东矿区对煤矿安全生产有影响的含水层可简单地分为松散层潜水含水层、烧变岩潜水含水层、基岩裂（孔）隙潜水含水层和奥陶纪灰岩裂隙（溶洞）承压含水层几类，前两类主要分布在黄河以西侏罗纪煤田各矿井，后者主要分布在黄河东西两侧石炭、二叠纪煤田的康家滩等矿井。1）松散层潜水含水层。由于煤田地处毛乌素沙漠边缘，矿区大部分地区煤层上覆主要含水层都属此类。根据松散层结构、岩性及颗粒度大小可分为沙砾层潜水含水层和粗沙潜水含水层、细（粉）沙潜水含水层。2）烧变岩潜水含水层。主要由后期河流冲刷或剥蚀使煤层裸露，经长期风、氧化进而自燃，将上覆岩层烘烤使其垮落、变形

3、，形成较大的裂隙、孔隙，为后期储水创造了有利条件。矿区乌兰木伦矿以南凡煤层被后期河流沟壑切割裸露（或被沙层掩埋）的各矿井均有这种类型。此类又可分为透水不含水层和透水含水层型。3）基岩裂（孔）隙潜水含水层。主要为煤层顶板砂（粗砂）岩含水层、一般裂隙和构造裂隙强风化裂隙含水层、砂砾层（后期河流冲积物压实而成）孔隙含水层，矿区各矿井均有分布。按其与煤层接触关系、距离及影响程度，又可分为直接充水含水层和间接充水含水层两类。4）奥陶纪灰岩裂（孔）隙、溶洞承压水。主要分布在康家滩、孙家沟等黄河两岸石炭、二叠纪煤田含煤岩系之下较老地层奥陶纪石灰岩中。由于其裂隙、孔隙、溶洞发育并在漫长的地质

4、年代形成了丰富的含水层，受地质运动影响，地层倾斜，奥灰水水头压力往往高于矿井开采煤层标高，给煤矿生产安全带来严重威胁，是开采石炭、二叠纪煤层矿井的主要防范对象之一。2地表水乌兰木伦河、勃牛川、窟野河、黄羊城沟及其支沟广泛分布于矿区各井田。由于这些河流、沟壑的冲蚀作用，原本完整且连成一片的煤层被切割成若干不规则的区块，不仅给矿井设计和工作面布置带来影响，也给安全生产带来影响。3不同水文地质条件的特点及对矿井安全生产的影响神东煤田的地表虽沟壑纵横，部分煤层裸露，但绝大部分被风积沙、半固定沙、固定沙和黄土层覆盖，属掩盖式煤田。其上覆松散沙层、沙砾层的充水性、含水性、渗透性等水文地质

5、条件以及它们与煤层、煤层顶板基岩裂隙、风化裂隙、烧变岩裂隙之间的水力联系、特点及规律对矿井生产安全的影响，就必然成为研究的对象和重点。3.1松散层含水层1）细、粉沙潜水含水层。岩石经风化并以风为主要动力，使其直接堆积覆盖在煤层基岩表面，经大气降水长期补给，又没有排泄途径，形成含水层。此种沙层结构简单，主要由颗粒很小的细沙、粉沙组成。乌兰木伦，石圪台，前石畔井田上覆松散层大部分属此种类型。其它矿井分区域也有不同的分布。主要特点是孔隙率、渗透系数小，含水层厚度往往很大，但富水性较低，不易形成富水区或强富水区。通常象人们所说的“海绵体”一样，在无外力作用下，一般很难释放。当煤层上覆

6、基岩厚度大，超过导水裂隙带高度时，此类含水层对煤矿安全构不成大的威胁。但当基岩厚度小，特别是基岩厚度小于冒落带高度或更小时，在工作面开采过程中，顶板垮落所形成的裂隙带迅速与含水层沟通，打破了含水层原有的平衡，使沙层在水动力作用下很快沿裂隙涌入采空区或工作面，发生“溃水溃沙”，可能造成机毁人亡等重大安全事故。细、粉沙层潜水的主要特点是由于孔隙率小，渗透系数小，很难用超前疏放、抽排办法将其泄出，给矿井防水防沙带来一定难度。当其与古河床、古冲沟、低凹基岩表面、强风化岩等几种不利的储水构造因素相结合时，对煤矿安全生产的影响会更大。前石畔井田瓷窑湾煤矿溃水溃沙淹没主要巷道就是典型例子。

7、2）粗沙潜水含水层。孔隙率、渗透系数比细、粉沙层大，有时与细粉沙层、沙砾层或其它含（隔）水层在垂向上呈互层状、透镜状，在平面上呈不规则状、条带状分布，也可直接覆盖在基岩面上或烧变岩之上。当其直接覆盖在基岩面之上且下伏无较强风化层和烧变岩裂隙等有利含水条件时，就形成粗沙潜水含水层。粗沙含水层可形成弱—中等富水区，如与强风化层、薄基岩、古冲沟、基岩面低凹地带等不利条件相结合，将对煤矿生产安全带来大的影响，但若其覆盖于烧变岩之上，就成为透水不含水或弱含水层。此类含水层因其孔隙率、渗透系数相对较大，可以超前采取